瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施決策研究

吳曉光

(承德市地方道路管理處)

防止路面早期破壞和延遲路面破壞的進程須采取預(yù)防性養(yǎng)護措施，來延緩路面的破壞，增加路面的使用壽命。由于路況是隨著時間推移而變化的，因此每種預(yù)防性養(yǎng)護措施的作用和所適應(yīng)路況、環(huán)境及交通狀況有所不同。預(yù)防性養(yǎng)護措施選擇的合適與否，將直接影響到道路使用性能的好壞和養(yǎng)護費用的投入。針對不同瀝青路面的狀況及環(huán)境，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和工程等因素，選擇與之相適應(yīng)的預(yù)防性養(yǎng)護措施，是路面預(yù)防性養(yǎng)護的關(guān)鍵技術(shù)之一，對于成功有效地實施預(yù)防性養(yǎng)護具有重要意義。

1 預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)措施分類

預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)措施是指經(jīng)過科學(xué)決策用于預(yù)防性養(yǎng)護的工程措施，是實現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護的最終表現(xiàn)形式。根據(jù)國內(nèi)外對預(yù)防性養(yǎng)護有代表性的定義，其特點首先是以恢復(fù)路面表面服務(wù)功能為目標(biāo);其次由于這些技術(shù)措施在路面結(jié)構(gòu)強度充足時實施，所以一般來說，不應(yīng)額外增加路面結(jié)構(gòu)強度。在對國內(nèi)外常用瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施進行詳細調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范和美國FHWA的養(yǎng)護技術(shù)手冊，將各種不同瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施進行分類。

預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)措施以恢復(fù)路面表面服務(wù)功能為目標(biāo)，在路面結(jié)構(gòu)強度充足時實施，且不應(yīng)額外增加路面結(jié)構(gòu)強度。故可以簡單總結(jié)出以下幾種不適合預(yù)養(yǎng)護的路面狀況。

(1)在實施預(yù)養(yǎng)護措施之前，路面的橫向裂縫和縱向裂縫很寬或很嚴重，無法有效填封。

(2)國際平整度指數(shù)IRI超過30．3m/km。

(3)由于路基原因引起的各種表面功能破壞。

(4)路面有超過10%的中等程度或2%嚴重程度的龜裂。

(5)路面有嚴重的或大量的補丁，其中中等和嚴重程度的補丁面積占20%以上。

(6)路面有中等或嚴重程度的坑槽。

(7)瀝青混凝土路面表面出現(xiàn)擁包、推移等現(xiàn)象。

2 路面使用狀況評定

科學(xué)的判斷要建立在實事求是的路況調(diào)查基礎(chǔ)上，通過路況調(diào)查充分了解路面的各種服務(wù)性功能和路面的病害類型、破損程度。根據(jù)病害類型和程度以及服務(wù)性指標(biāo)來判斷該路段是否適合于預(yù)防性養(yǎng)護，通過對路面病害的具體分析，研究破損程度及范圍，進而做出科學(xué)的分析，是預(yù)防性養(yǎng)護對策實施的前提條件。

瀝青路面病害產(chǎn)生的影響因素較復(fù)雜，如果在制定瀝青路面養(yǎng)護決策時不進行科學(xué)檢測和判斷，僅根據(jù)路面病害的表面現(xiàn)象，盲目進行養(yǎng)護措施，不但浪費有限的養(yǎng)護資金，還會造成養(yǎng)護質(zhì)量降低，陷入瀝青路面病害重復(fù)出現(xiàn)的怪圈。因此，對現(xiàn)有路面狀況進行詳細調(diào)查，了解路面的物理或結(jié)構(gòu)狀況，評定它對當(dāng)前和今后路面使用要求(承載能力和使用壽命)的適應(yīng)程度，以便確定需采取修復(fù)措施的路段和方案，并對各方案進行合理組合和優(yōu)先排序，是對提出路面養(yǎng)護決策的重要依據(jù)。

許多國家和機構(gòu)開發(fā)了相應(yīng)的路況評價模型。在這些模型中，路面性能的評價被分為綜合指標(biāo)評價和分項指標(biāo)評價兩大類，決定路面養(yǎng)護對策時需對二者進行綜合考慮。根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ073．2-2001)的規(guī)定，典型的路面使用性能評價模型包括四項指標(biāo)：路面狀況指數(shù)PCI、國際平整度指數(shù)IRI、路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)SSI和橫向力系數(shù)SFC。路面綜合評價指標(biāo)PQI是用分項指標(biāo)加權(quán)計算得出，用于對路面質(zhì)量的總體評價。

高速公路養(yǎng)護質(zhì)量采用高速公路養(yǎng)護質(zhì)量指數(shù)MQI(ExpresswayMaintenanceQualityIndex)和相應(yīng)的分項指標(biāo)確定。根據(jù)MQI的計算結(jié)果分為優(yōu)、良、中、次、差5個等級。高速公路養(yǎng)護質(zhì)量指數(shù)(MQI)應(yīng)經(jīng)常保持在80以上。其各項分項指標(biāo)(PQI，SCI，BCI，TCI)均應(yīng)保持75以上。當(dāng)MQI的分項指標(biāo)值低于75時，必須采取相應(yīng)的維修措施，改善路況，提高高速公路的服務(wù)水平。

3 預(yù)防性措施技術(shù)特征及適應(yīng)性分析

預(yù)防性養(yǎng)護實施的成功與否很大程度上取決于預(yù)防性養(yǎng)護措施選擇的正確與否，即根據(jù)路面所處的狀況，選擇合適的預(yù)防性養(yǎng)護措施，因此有必要對各種常用的預(yù)防性養(yǎng)護措施進行適用性分析。通過對各預(yù)防性養(yǎng)護措施的技術(shù)經(jīng)濟特征進行分析，針對將要實施預(yù)防性養(yǎng)護路段的路況選擇合適的預(yù)防性養(yǎng)護措施，尋求綜合效益的最優(yōu)化。

為了實際中能在最佳實際選用合適的預(yù)防性措施，根據(jù)養(yǎng)護措施的技術(shù)特點和處治對象，將預(yù)防性養(yǎng)護劃分為3個階段：局部缺陷修補和路面裂縫填封屬于初級階段，表面封層可以劃歸為中級階段，薄層罩面為高級階段，具體表達見圖1。對于表面封層同樣也可以劃分為霧封層屬于封層類的初級，石屑封層和稀漿封層可以算是中級，微表處技術(shù)等級最高3個技術(shù)等級。通常養(yǎng)護措施技術(shù)等級越高，所適應(yīng)的范圍越廣，解決的問題越復(fù)雜，對路面的表面服務(wù)功能提高越大，預(yù)期的使用壽命越長，相應(yīng)其所需的費用越高，技術(shù)也越復(fù)雜。

圖1 預(yù)防性養(yǎng)護措施的三個階段

4 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護決策體系

針對瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護的特點，建立由路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)、路面行駛質(zhì)量、路面行駛安全性、路面裂縫率、車轍深度、路面修補率6個單項評價指標(biāo)組成的路面預(yù)防性評價體系。為了方便決策預(yù)防性養(yǎng)護路段和預(yù)防養(yǎng)護措施，制定了路面預(yù)防性養(yǎng)護決策框架，見圖2。整個決策步驟如下。

(1)路面強度評價。檢測路面強度，只有強度指標(biāo)達到要求的路面才考慮預(yù)防性養(yǎng)護。

圖2 預(yù)防性養(yǎng)護措施決策框架

(2)初級階段預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)措施決策。對于路面強度滿足要求的路面，根據(jù)路面實際狀況進行必要的局部缺陷修補、裂縫填封以及車轍修復(fù)。這些養(yǎng)護措施的決策過程體現(xiàn)在日常養(yǎng)護行為中。

(3)路面單項評價指標(biāo)值的分析。對路面進行全面評價形成單項評價指標(biāo)，每個單項指標(biāo)都應(yīng)該存在1個閾值用于進行預(yù)防性養(yǎng)護的決策針對不同的單項評價指標(biāo)定義2種閾值。第1種閾值為控制性閾值，即當(dāng)評價指標(biāo)值達到設(shè)定值之前都可以采取預(yù)防性養(yǎng)護措施，而一旦超過此值則不再適合預(yù)防性養(yǎng)護，此類閾值適用于路面破損指標(biāo)(裂縫率和修補率)。第2種閾值為極限閾值，即當(dāng)評價指標(biāo)值到達設(shè)定值時必須采取一定的養(yǎng)護措施，此類閾值適用于路面舒適性和安全性指標(biāo)。在確定評價指標(biāo)的閾值時，需要根據(jù)工程調(diào)查結(jié)合氣候分區(qū)深入研究路面性能的衰變過程。表1給出各評價指標(biāo)的推薦閾值。

表1 各單項指標(biāo)預(yù)防性養(yǎng)護決策閾值

(4)中高級階段預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)決策。在對各單項指標(biāo)的評價值進行分析之后，根據(jù)交通量確定相應(yīng)的封層或薄層罩面等預(yù)防性養(yǎng)護措施。

5 結(jié)論

對于具體的路面養(yǎng)護項目，預(yù)防性養(yǎng)護對策的選取過程是相當(dāng)復(fù)雜的，在選取預(yù)防性養(yǎng)護對策時要考慮路面類型、路面結(jié)構(gòu)、地質(zhì)環(huán)境、經(jīng)驗等，在總結(jié)分析了目前國內(nèi)外常用的養(yǎng)護對策的研究基礎(chǔ)之上。瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護，養(yǎng)護時機的選取至關(guān)重要，養(yǎng)護時機采取過早，造成養(yǎng)護資金上的浪費，過晚則錯過了最佳養(yǎng)護時機，預(yù)防性養(yǎng)護效益明顯降低，養(yǎng)護的價值不能充分體現(xiàn)。為使有限的資金得到最大程度的利用，在養(yǎng)護時機選取之前必須對路面的狀況進行詳細調(diào)查，運用科學(xué)的檢測方法去預(yù)先發(fā)現(xiàn)路面功能的衰減趨勢，對其變化發(fā)展過程進行跟蹤監(jiān)測，并進行歸納分析判斷，得出合理的預(yù)防性養(yǎng)護對策，這是實現(xiàn)路面養(yǎng)護走向理性化、科學(xué)化的先決條件。

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